5G基站芯片的发展现状是怎样的？

2022-06-23 09:53

近年来，芯片一直是业界探讨的热点话题。不过，5G基站芯片相对“神秘”，除了部分设备厂商公布先进的7nm／5nm基站芯片研发进展，整体来说并没有引起过多的关注。

22日，在中国移动2022科技周暨移动信息产业链创新大会上，中信科移动技术总监冯亮发表演讲，介绍了5G基站芯片的发展现状，以及5G小站的演进思路。

工艺十分广泛

根据“中信科移动通信技术股份有限公司技术总监”冯亮介绍，5G基站芯片范围广泛，包括CPU、FPGA、交换芯片、电源芯片、时钟芯片等等。与智能手机等消费品追求顶尖工艺有所不同，5G基站作为工业品，对芯片工艺的整体要求并不高，不同的芯片采用各自适应的工艺。

从应用现状来看，核心的CPU、FPGA、DFE（数字前端）等核心芯片对工艺要求较高，主要采用10nm到28nm的工艺。TRX、DDR4、交换芯片等重要芯片，采用19nm到28nm工艺。而一些配套器件、通用器件，采用一些非常成熟的工艺即可。

常规器件的工艺要求很低，可以全环节自主可控；而工艺要求高的核心器件，抗风险能力弱，需要广泛的设备厂家支持。冯亮指出，这需要业界联合对核心器件群培育，降低单一供货厂家的风险，拉动5G基站芯片全产业链提升。

目前，中国移动牵头成立了信息通信芯片产业链创新中心，其中就有一个芯片联合攻关工作组。该中心参与厂家包括大唐、中兴、华为、京信、联想等设备商，以及大量芯片厂商，汇聚产业资源，推动5G基站芯片开发。

核心器件分析

冯亮对国内企业5G基站芯片的竞争力进行了分析。其中，CPU、FPGA和基带SoC，国际来看，目前在商用市场用途广泛，成本、功耗和竞争力具有优势，普遍的问题是对本土支持和响应速度偏弱。据悉，部分厂家将推出5nm及更尖端工艺的芯片。国内来看，整体能力和集成度相对国际产业存在差距，并拉大功耗和成本差距。同时，入局者众多，可有效抵御供应风险。

冯亮介绍，基站商用产品数字器件工艺要求等级高，目前集中在16nm及以上工艺，高端CPU芯片和高端FPGA芯片已用到10nm工艺，而国内产业高端CPU芯片当前是14nm工艺，高端FPGA工艺还在28nm。

基站商用产品模拟器件的工艺要求等级低于数字器件，国外高集成度的射频收发器件采用28nm工艺，最新的在向16nm突破：国内产业射频收发器件采用的是28nm工艺。

此外，小功率功放芯片使用GaAs材料的功放，目前衬底基本都是进口，国内产业研究所有研发，处于刚起步阶段。其他低集成度器件采用90nm及更低工艺等级器件全环节自主可控，已在商用基站产品批量使用。

5G小站演进思路

在演讲中，冯亮也谈到了5G小站的演进思路。随着运营商5G扩展型小基站集采临近，5G小站即将迎来规模化商用，5G小站平台的产品成本和功耗是制约未来发展的关键，底层芯片自主可控方案对于小站技术演进和产业链战略安全，具有重要意义。

5G小站BBU的演进方向是通用器件向专用器件发展、分立式器件向一体化器件发展，网络处理单元（NPU）、物理层处理单元（PHY）等关键单元是重点突破方向。

pRRU方面，面向室内覆盖场景的5G pRRU产品对芯片低功耗和低成本要求较高，国内产业芯片的产品序列、性能指标、应用经验等方面尚有差距，亟待提升，数字前端芯片、射频集成收发器等关键器件是重点突破方向。

中国信科同国内产业多家芯片厂家保持沟通，开展低功耗和低成本小站研发。目前已完成立项和前期预研、进入总体方案设计阶段，预计2022年末推出低功耗、低成本的小站样机。

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